Linhas de montagem na indústria automóvel: melhoria do rendimento operacional e balanceamento de postos

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Rafael Marques

Ferreira

LINHAS DE MONTAGEM NA INDÚSTRIA

AUTOMÓVEL: MELHORIA DO RENDIMENTO

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Rafael Marques

Ferreira

LINHAS DE MONTAGEM NA INDÚSTRIA

AUTOMÓVEL: MELHORIA DO RENDIMENTO

OPERACIONAL E BALANCEAMENTO DE POSTOS

Relatório de Projeto apresentado à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial, realizado sob a orientação científica da Professora Doutora Ana Raquel Reis Couto Xambre, Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro.

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o júri

presidente Prof. Doutor Carlos Manuel dos Santos Ferreira

Professor Associado do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro

Prof.ª Doutora Vera Lúcia Miguéis Oliveira e Silva

Professora Auxiliar do Departamento de Engenharia e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Prof.ª Doutora Ana Raquel Reis Couto Xambre

Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro

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agradecimentos Deixo um agradecimento à minha família, em particular, meus pais, avós e irmão, por todo o apoio que me deram ao longo dos anos, ajudaram-me a manter os pés assentes na terra e a guiar-me rumo a um futuro melhor. Aos meus conterrâneos de Mangualde, também eles estudantes na Universidade de Aveiro, deixo um agradecimento pelos ensinamentos, companheirismo e apoio que me fizeram chegar.

Deixo ainda um agradecimento especial ao meu caro amigo Pedro Sousa pelo seu apoio e atitude altruísta e generosa, assim como, também, pela sua capacidade de motivação e de apoio moral, que reconheço como uma grande influência positiva para meu percurso académico.

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palavras-chave Gestão operacional, balanceamento de linhas, melhoria contínua, Lean, produção em fluxo

resumo O presente projeto, levado a cabo numa linha de montagem, de uma

organização da indústria automóvel focou-se em dois problemas centrais contextualizados pelos objetivos do projeto. Em síntese, existiu um primeiro problema de necessidade de melhoria do rendimento operacional da linha de mecânica devido ao excesso de tempo não produtivo observado e, em segundo, um problema de necessidade de ajustes ao balanceamento de uma linha de preparação de motores, devido à entrada de um novo modelo de veículo que irá provocar mudanças no processo produtivo.

Os objetivos do projeto consistiram primeiramente, no aumento em 10% do rendimento operacional da linha de mecânica e, em segundo, conceber uma solução de balanceamento para a nova implementação da linha de preparação de motores, de forma a satisfazer as novas exigências do processo produtivo, particularmente ao nível do tempo necessário para realizar as operações. Para alcançar os objetivos propostos foi utilizada uma metodologia baseada nas seguintes fases: estudo da situação inicial, elaboração de uma proposta de solução, implementação das medidas planeadas, monitorização do seu impacto e ajuste, em caso de necessidade.

Foram realizados estudos intensivos das linhas, ao nível da sua natureza operacional, para identificar pontos relevantes do processo produtivo que necessitavam de intervenção, tendo sido ainda necessário recorrer a estudos de tempos em ambas as linhas.

Um primeiro estudo foi direcionado ao mecanismo automático de transporte de veículos ao longo da linha de mecânica e o segundo estudo, para a realização do balanceamento, foi mais focado na medição do trabalho dos operadores da linha.

Foi possível atingir os objetivos propostos para o projeto, nomeadamente o aumento do rendimento operacional em mais de 10% e a criação de uma solução de balanceamento da linha capaz de acomodar o novo processo produtivo. Consequentemente, foi possível obter outras melhorias tais como a estabilização do fluxo de produção e a melhoria do clima social na linha.

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keywords Operations management, line balancing, continuous improvement, Lean, flow production

abstract The present project was carried out in an assembly line of an organization in

the automotive industry, and was focused on two central problems that were contextualized by the project’s objectives. The first problem was the need of increasing the operational performance of the “mechanical line” due to the existent excessive non-productive time. The second problem referred to the need of adjusting the line balancing, according to new operational requirements in the assembly process of the new vehicle model soon to be entering

production.

The project’s objectives consisted primarily, in achieving a 10% increase in the operational performance of the “mechanical line” and, secondly, conceiving a line balancing solution for the new implementation of the “motor’s preparation line” in order to satisfy the new operational demands, in particular, considering the required times for operations.

In order to effectively achieve the proposed objectives the following stages were carried out: initial study of the problem, creation of a solution plan, implementation of the proposed measures, monitoring of the impact in the production system, and, when required, adjustments to the measures implemented.

Studies of the lines, considering their operational nature, were carried out to identify relevant points in the production process that needed intervention and time-studies for both lines had to be made. A first time-study was for the automated mechanism of transport of the vehicles throughout the “mechanical line” and a second time-study essentially focused on work measurement of the operators of the “motor’s preparation line”.

The proposed objectives of the project were achieved, namely there was an increase of over 10% in the operational performance and a new line balancing solution for the new productive process was engineered. Other contributions for the company were achieved, as a consequence of the project’s success, such as smoothing the production flow and improvement of the social climate in the mechanical line.

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ÍNDICE

Capítulo I – Introdução ... 1

1.1. Objetivos Propostos ... 2

1.2. Estrutura do Relatório ... 3

Capítulo II – Enquadramento teórico ... 5

2.1. Conceitos de gestão de operações... 5

2.1.1. Linha de Montagem ... 5

2.1.2. Medição do trabalho ... 6

2.2. Balanceamento de linhas de montagem ... 8

2.2.1. Tipos de linhas de montagem ... 8

2.2.2. Ranked Positional Weight Method ... 10

2.2.3. Vantagens ... 11

2.3. Filosofia Lean ... 11

2.3.1. Princípios da filosofia lean ... 12

2.3.2. Tipos de desperdícios ... 13

2.3.3. Takt-Time... 14

Capítulo III – Metodologia ... 15

Capítulo IV– Apresentação da Empresa ... 19

4.1. Ferragem ... 21

4.2. Pintura ... 22

4.3. Montagem ... 22

4.3.1. Linha de Aranhas ... 24

4.3.2. Linha de preparação de motores ... 25

4.4. Qualidade – Bout de úsine ... 26

4.5. Logística ... 27

Capítulo V – Linha de Aranhas ... 29

5.1. Tempo de Ciclo – Parametrização ... 31

5.2. Rendimento Operacional - RO ... 32

5.3. Medição do tempo de deslocamento das aranhas para os postos ... 35

5.4. Reprogramação do “Panel View” e acompanhamento das medidas implementadas ... 37

5.5. Melhorias na exploração de dados ... 40

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5.5.2. Correções nos meios de medição de paragens na linha ... 40

5.5.3. Sugestão de melhoria - Projeto “Supervisor de Aranhas” ... 43

Capítulo VI – Linha de preparação de motores ... 47

6.1. Objetivo ... 48

6.2. Método CPMG – Medição do trabalho ... 49

6.3. Método Estudo de tempos por cronometragem ... 55

6.4. Atribuição do Standard ... 58

Capítulo VII – Balanceamento de linha ... 61

7.1. Propostas Balanceamento de linha ... 62

7.2. Ranked Positional Weight Method - RPW ... 64

Capítulo VIII – Análise Crítica e Considerações Finais ... 67

BIBLIOGRAFIA ... 69

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iii ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Linha de modelo único. ... 9

Figura 2 - Linha de modelos misto (mixed-model). ... 9

Figura 3 - Linha de modelo múltiplo (multi-model). ... 9

Figura 4 - Metodologia problema 1: Aumento do rendimento operacional da linha de mecânica. 15 Figura 5 - Metodologia problema 2: Balanceamento da linha de preparação de motores. ... 16

Figura 6 - Groupe PSA - Polo Industrial Ibérico. ... 19

Figura 7 - Fotografia aérea do CPMG. ... 20

Figura 8 - Esquema do processo produtivo do CPMG. ... 21

Figura 9 - Sinóptico do departamento de Montagem. ... 23

Figura 10 - Segmento da hierarquia do departamento de Montagem. ... 23

Figura 11 - Fotografia de uma "Aranha" a realizar o transporte de um carro. ... 24

Figura 12 - Fotografia do "Panel View". ... 25

Figura 13 - Sinóptico da linha de preparação de Motores. ... 26

Figura 14 – Exemplo cálculo do tempo de ciclo Posto 2. ... 31

Figura 15 - Apresentação da proposta de parametrização aos responsáveis de produção. ... 37

Figura 16 - Evolução do Rendimento Operacional da linha de mecânica. ... 39

Figura 17 - Seguimento do Tempo de ciclo de linha do "Panel View”. ... 39

Figura 18 - Estado inicial AndonEXP. ... 41

Figura 19 - Estado Final AndonEXP... 41

Figura 20 - Diagrama de Pareto das paragens de meios combinado dos turnos A e B. ... 42

Figura 21 - Proposta de interface do Supervisor de Aranhas. ... 44

Figura 22 - Futura implantação da linha de preparação de motores... 47

Figura 23 - Fluxograma análise de tempos - método PSA... 51

Figura 24 - Yamazumi posto MOT1 Turno A. ... 52

Figura 25 - Yamazumi posto MOT1 Turno B. ... 52

Figura 34 - Distribuição da montagem de ecrã acústico. ... 54

Figura 35 - Distribuição da preparação de diferentes motores. ... 54

Figura 36 - Matriz de decisão posto MOT 2 ... 58

Figura 37 – Exemplo - Esquema cronológico dinâmico MOT 1. ... 59

Figura 38 - Balanceamento inicial da linha de preparação de motores. ... 61

Figura 39 - Proposta 1 - Balanceamento de linha. ... 63

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iv ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Tabela de valores de Z para o nível de confiança desejada (Stevenson, 2012) ... 7

Tabela 2 - CPMG - Números-Chave 2016. ... 19

Tabela 3 – Identificação inicial de problemas. ... 30

Tabela 4 – Cálculo do Potencial de produção geral da Montagem. ... 32

Tabela 5 - Tempo de Não Produção programado ... 32

Tabela 6 – Tabela-exemplo de cálculo horário do Rendimento Operacional de um dia de produção da linha de mecânica - M2. ... 34

Tabela 7 - Deslocamento das aranhas nos postos e tempo de paragem. ... 36

Tabela 8 - Cálculo do tempo ponderado de montagem do ecrã acústico. ... 54

Tabela 9 - Tabela-resumo método de estudo de tempos por cronometragem. ... 55

Tabela 10 - Níveis de precisão e confiança - Postos. ... 55

Tabela 11 - Performance rating atribuído aos operadores. ... 56

Tabela 12 - Operadores escolhidos para standard - postos. ... 58

Tabela 13 - Síntese de propostas obtidas para balanceamento da linha. ... 63

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v ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1 - Sinóptico Linha de Montagem. ... 71

Anexo 2- Medição do deslocamento médio das aranhas para os postos configuráveis. ... 72

Anexo 3 - Folha de medição de tempos. ... 73

Anexo 4 - Cálculo dos novos parâmetros a inserir no "Panel View”. ... 74

Anexo 5 – Observações iniciais – Balanceamento Motores. ... 75

Anexo 6 - Cálculo do número de amostras necessárias para os níveis de confiança e precisão desejados. ... 76

Anexo 7 - Número de amostras necessárias para cada posto e para cada operador. ... 77

Anexo 8 - Medição de tempos - MOT 1 - TA. ... 78

Anexo 9 - Medição de tempos MOT 1 - TB ... 79

Anexo 10 - Medição de tempos MOT 2 - TA. ... 80

Anexo 11 - Medição de tempos MOT 2 - TB. ... 81

Anexo 16 - Medição de tempos MOT 7 - TA sem ecrã acústico. ... 86

Anexo 17 - Medição de tempos MOT 7 - TB sem ecrã acústico. ... 87

Anexo 18 - Medição de tempos MOT 7 - TA com ecrã acústico ... 88

Anexo 19 - Medição de tempos MOT 7 - TB com ecrã acústico. ... 89

Anexo 20 - Método CPMG - MOT 1 - TA. ... 90

Anexo 21 - Método CPMG MOT 1 – TB. ... 91

Anexo 23 - Método CPMG MOT 2 - TB. ... 93

Anexo 25 - Método CPMG - MOT 3 - TB. ... 95

Anexo 26 - Método CPMG - MOT 5 - TA ... 96

Anexo 27 - Método CPMG - MOT 5 - TB. ... 97

Anexo 28 - Método CPMG - MOT 7 - TA sem ecrã acústico. ... 98

Anexo 29 - Método CPMG - MOT 7 - TB - sem ecrã acústico. ... 99

Anexo 30 - Método CPMG - MOT 7 - TA com ecrã acústico. ... 100

Anexo 31 - Método CPMG - MOT 7 - TB com ecrã acústico. ... 101

Anexo 32 - Comparação de método CPMG(esquerda) vs Método estudo de tempos (direita) - Yamazumi posto a posto. ... 102

Anexo 33 - Matriz de decisão MOT 1. ... 106

Anexo 38 - Esquema cronológico dinâmico - MOT 1. ... 111

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Anexo 43 - Lista de operações da linha de preparação de motores. ... 116

Anexo 44 - Lista de operações ordenada por ordem descendente de RPW. ... 117

Anexo 45 - Diagrama de Precedências - Linha de preparação de motores. ... 118

Anexo 46 - Balanceamento inicial linha de preparação de motores. ... 119

Anexo 47 - Proposta 1 - Balanceamento da linha de preparação de motores. ... 120

Anexo 48 – Proposta 2 – Balanceamento da linha de preparação de motores. ... 121

Anexo 49 - Proposta 3 - Balanceamento da linha de preparação de motores. ... 122

Anexo 50 - Proposta 2 - Balanceamento de linha. ... 123

Anexo 51 - Proposta 3 - Balanceamento de linha. ... 124

Anexo 52 - Proposta RPW – Lista de Operações. ... 125

Anexo 53 - Cronologia Inicial - MOT 1. ... 126

Anexo 58 - Cronologia MOT 1 - Proposta 1. ... 132

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CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO

No âmbito da finalização do curso do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial da Universidade de Aveiro apresenta-se este relatório de projeto, projeto esse desenvolvido na organização PSA Peugeot Citroen – Centro de Produção de Mangualde (CPMG). O CPMG é considerado centro de produção do Grupo PSA com maior rendimento (que da melhor forma utiliza os recursos à sua disposição) e, assim sendo, torna-se extremamente interessante a realização deste projeto devido à aquisição de conhecimento de uma realidade industrial específica e também devido à obtenção de experiência profissional.

A necessidade deste projeto para a empresa surge através de um princípio muito presente na mesma, que é o da melhoria contínua sendo esta uma das bases do sistema de excelência do Grupo PSA. O PSA Excellence System é um sistema que integra todo o processo produtivo, desde o desenvolvimento do produto, processo de fabricação, produção, logística e qualidade. O objetivo do sistema é a excelência em matéria de qualidade, custos, prazos e prestação de serviço dos seus colaboradores, clientes e stakeholders do grupo.

O projeto descrito neste relatório envolve dois temas/problemas: a melhoria de uma linha de produção e o balanceamento de postos de uma outra linha. Para estes problemas foram delineados alguns objetivos que foram concretizados e que proporcionaram uma melhoria no processo produtivo da empresa. O projeto envolveu a utilização de metodologias de medição de tempos, análise de dados, uso de ferramentas Lean e de metodologias de resolução de problemas de balanceamento de linha.

A descoberta do potencial para melhoria e a razão da necessidade do projeto foi motivada pela observação de baixos valores do Rendimento Operacional (RO) de uma linha e de tempo desperdiçado nos postos pelos mais variados motivos como, por exemplo, a espera do operador por meios automatizados de transporte ou mau funcionamento de meios. Ainda, devido à entrada em produção, no CPMG, de um novo modelo de veículo prevista para o ano de 2018, a empresa encontra-se em fase de preparação para acomodar as exigências da produção deste novo modelo, pelo que, na linha de preparação de motores, foi necessário resolver um problema de balanceamento da linha. Este problema deve-se ao aumento da diversidade de motores para incluir na produção do novo modelo, pois o facto de haver maior diversidade implica maiores quantidades de material em stock e, consequentemente, maiores deslocações para transportar o motor o que, consequentemente, implica mais tempo desperdiçado em deslocações, o que iria desequilibrar a linha.

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2 1.1. OBJETIVOS PROPOSTOS

Inicialmente foram estabelecidos pela empresa alguns objetivos de forma a proporcionar um foco e uma direção para o projeto servindo ainda, simultaneamente, como meio de avaliar o desempenho do projeto, possibilitando uma análise em retrospetiva para verificar se foram alcançados os objetivos propostos e de que forma os resultados finais obtidos foram significativos para a empresa. Os seguintes pontos foram definidos como os objetivos principais do projeto:

1. Desenvolver capacidade de observação, análise de dados e tratamento de problemas; 2. Obter um conhecimento aprofundado do funcionamento da linha de produção em

questão recolhendo toda a informação sobre os meios estruturantes e todos os fatores e condições que podem afetar o bom desempenho da linha;

3. Melhorar a produtividade da linha, reduzindo o tempo desperdiçado nos postos; 4. Analisar dados relativos a paragens, avarias e todo o tipo de problemas frequentes na

linha em estudo;

5. Estudar a disponibilidade dos operadores nos postos para ser capaz de realizar balanceamento da linha;

6. A meta final a atingir é um aumento do Rendimento Operacional de 10%.

Surgiu ao longo do projeto um objetivo adicional aos inicialmente propostos pela empresa, pois verificou-se que, com as preparações para o acolhimento do novo modelo a entrar em produção em 2018, a “linha de preparação de motores” iria entrar em desequilíbrio devido ao aumento das diferentes motorizações produzidas que exigem maiores quantidades em stock, dispostas num espaço maior. Exigindo maiores distâncias de deslocamento, implicaria também maior tempo gasto em deslocamentos no aprovisionamento do motor, o que coloca a linha em desequilíbrio. Por esta razão tornou-se necessário resolver este problema de balanceamento da linha de preparação de motor de forma a acomodar estas mudanças no processo produtivo.

O novo objetivo para o projeto foi definido como: criação de uma solução de balanceamento da linha para a nova organização da linha de preparação de motores, de forma a satisfazer as novas exigências do processo produtivo e os critérios estabelecidos, de seguida listados por ordem de importância (1 - mais importante, 6 - menos importante):

1. Critério Principal: redução máxima de operações ao primeiro posto; 2. Respeito pelas precedências de operações;

3. Respeito pelas restrições de espaço e equipamento; 4. Respeito pelas restrições ergonomia;

5. Respeito pelas normas de segurança 6. Não exceder o tempo de ciclo de 232s.

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3 1.2. ESTRUTURA DO RELATÓRIO

Ao nível da estrutura ao longo deste relatório foi, neste primeiro capítulo, feita uma pequena introdução ao projeto enunciando os objetivos propostos para o projeto e abordando brevemente a estrutura do relatório.

No segundo capítulo é realizado um enquadramento dos conteúdos teóricos relevantes para o desenvolvimento do projeto.

De seguida, no capítulo 3, é apresentada a metodologia utilizada para a resolução dos problemas e para atingir os objetivos propostos.

Nos capítulos seguintes (4, 5, 6 e 7) é apresentado o caso de estudo sendo que primeiro é apresentada a empresa sendo descrito o processo produtivo. No capítulo seguinte (capítulo 5) apresenta-se a análise efetuada à linha de aranhas e no capítulo 6 a análise à linha de preparação de motores. No capítulo 7 é apresentado o estudo sobre o problema de balanceamento.

Por fim, o relatório é concluído com uma análise crítica, sugestões futuras e outras considerações finais.

No capítulo seguinte foi realizado um enquadramento teórico com o projeto, introduzindo conteúdos teóricos relevantes para o projeto que se encontram organizados de acordo com a sua importância e aplicação na parte prática do projeto.

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CAPÍTULO II – ENQUADRAMENTO TEÓRICO

O enquadramento teórico foi organizado da seguinte forma. Primeiramente no subcapítulo 2.1. fez-se um enquadramento ao nível de conceitos de gestão de operações como: linhas de montagem, o conceito de tempo de ciclo e metodologias de medição de tempos.

Em segundo, no subcapítulo 2.2., foi introduzido o conceito de balanceamento de linha, tipos de linhas de montagem, algumas metodologias de resolução do problema de balanceamento de linha e, por fim, as vantagens do balanceamento de linha.

Em terceiro, no subcapítulo 2.3. foi introduzida a filosofia de produção Lean, enunciando os princípios fundamentais desta filosofia e outros conceitos importantes para o projeto como: a melhoria contínua, tipos de desperdícios e o conceito de takt-time.

2.1. CONCEITOS DE GESTÃO DE OPERAÇÕES

É importante para enquadramento no presente projeto introduzir alguns conceitos de gestão de operações ao nível do que é uma linha de montagem, tempo de ciclo, e metodologias de medição do trabalho.

Segundo Samouei et al. (2016) um dos componentes mais importantes de inúmeras fábricas é a secção de montagem. Nesta unidade, vários postos de trabalho estão ligados e o produto inacabado passa por estes, sofrendo uma série de tarefas que pré-determinam relações de precedência e são executadas quer por robots quer manualmente. Neste ambiente, tipicamente, o objetivo é fazer a afetação apropriada das tarefas aos trabalhadores e aos vários postos de a balancear a linha, reduzindo o número de postos de trabalho e equilibrando entre eles a carga de trabalho.

2.1.1. LINHA DE MONTAGEM

O conceito de produção em linha de montagem foi primeiramente introduzido por Henry Ford no início dos anos 1900. Este tipo de sistema foi desenhado para ser uma forma eficiente, altamente produtiva de fabricar um produto particular. A linha de montagem básica consiste num conjunto de postos de trabalho arranjados linearmente, com cada posto conectado por um dispositivo para lidar com materiais. O movimento básico de material ao longo de uma linha de montagem começa com uma peça a ser alimentada no primeiro posto a uma determinada cadência. Um posto é considerado qualquer ponto em que uma determinada tarefa é realizada na peça. Estas tarefas podem ser desempenhadas por máquinas, robôs ou operadores humanos. Assim que uma peça entra no posto, a tarefa é realizada e é, de seguida, alimentada para a próxima operação (Santosh et al., 2013).

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6 2.1.2. MEDIÇÃO DO TRABALHO

Stevenson (2012) define que a medição do trabalho permite determinar quanto tempo deverá demorar a execução de um trabalho. O autor define o conceito de tempo standard como o tempo que um operador qualificado levará a completar uma tarefa específica, trabalhando a um ritmo sustentável, utilizado a metodologia, ferramentas e equipamento, matérias e arranjo do posto de trabalho estabelecidos.

O mesmo autor refere, também, que as organizações desenvolvem standards de tempo de formas diferentes pois existem alguns pequenos fabricantes e organizações de prestação de serviços que necessitam de tempos de trabalho estimados que são subjetivos.

Os métodos mais comuns utilizados para medição do trabalho são (1) estudo de tempo com cronómetro; (2) histórico de tempos; (3) dados pré-determinados; e (4) amostragem de trabalho. Para referência, a metodologia utilizada neste projeto é a primeira (estudo de tempo com cronómetro).

Stevenson (2012) indica que um estudo de tempo com cronómetro deverá seguir os seguintes passos:

1. Definir a tarefa a ser estudada e informar o trabalhador de que será estudado; 2. Determinar o número de ciclos a observar;

3. Cronometrar o trabalho e avaliar a performance do trabalhador; 4. Calcular o tempo standard.

Kanawaty et al. (1993) defende que a pessoa que realiza o estudo deverá estar preocupada com a velocidade com que o operador leva a cabo o seu trabalho, em relação ao seu conceito de velocidade normal, intrínseco à pessoa que realiza o estudo. É muito fácil para uma pessoa inexperiente que realize o estudo ser levada a acreditar, por um número elevado de movimentos rápidos, que o operador trabalha a um ritmo mais elevado ou, pelo contrário, subestimar o ritmo de um operador habilidoso cujos movimentos aparentemente lentos são, na realidade, muito económicos ao nível de movimento.

Stevenson (2012) expõe um método para calcular o número de observações necessárias. O número de ciclos que devem ser controlados é uma função de 3 coisas: (1) a variabilidade dos tempos observados, (2) a precisão desejada e (3) o nível de confiança desejado para a estimativa do tempo de trabalho (Tabela 1). O tamanho da amostra necessário para alcançar o objetivo desejado é calculado pela seguinte fórmula (obtida uma amostra inicial):

𝑛 = (𝑧𝑠 𝑎𝑥̅)

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Onde:

𝑧 = número de desvios padrão normais necessários para o nível de confiança desejado 𝑠 = desvio padrão da amostra

𝑎 = percentagem de precisão desejada 𝑥̅ = média da amostra

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Tabela 1 - Tabela de valores de Z para o nível de confiança desejada (Stevenson, 2012)

Nível de confiança desejada (%) Valor de Z

90 1.65

95 1.96

95.5 2.00

98 2.33

99 2.58

Segundo Stevenson (2012) para desenvolver um standard de tempo é necessário o cálculo de três tempos: o tempo observado (OT – observed time), tempo normal (NT – normal time) e o tempo standard (ST – standard time).

❖ O tempo observado (OT – observed time) é simplesmente a média dos tempos registados: ❖ Observed Time: 𝑂𝑇 = ∑𝑥𝑖

𝑛, ∑ 𝑥𝑖 = soma dos tempos registados, n = número de observações

❖ O tempo normal (NT – normal time) é o tempo observado ajustado ao desempenho do operador. Este é computado multiplicando o tempo observador por um performance rating – PR:

❖ Normal Time: 𝑁𝑇 = 𝑂𝑇 ∗ 𝑃𝑅

❖ O tempo padrão (ST – standard time) pode não ser incluído pois depende de uma análise subjetiva sendo preciso conhecer bem o trabalho para atribuir um valor ao fator de compensação (A - allowance):

❖ Standard Time: 𝑆𝑇 = 𝑁𝑇 + 𝐴

De acordo com Kanawaty (1993) o propósito do PR é determinar, pelo tempo tirado enquanto o operador está a ser observado, qual será o tempo standard que irá ser definido para um “operador médio” e que poderá ser utilizado como base realística para planeamento, controlo e esquematização de incentivos.

Uma característica importante para definir versões dos problemas de balanceamento de linha é a variabilidade dos tempos. Sempre que a variância dos tempos de tarefas for suficientemente pequena como, por exemplo, tarefas simples ou postos altamente fiáveis, os tempos de tarefas são considerados como sendo determinísticos (Becker& Scholl, 2006, Johnson, 1983).

Abordados alguns conceitos de gestão de operações relevantes para o projeto, de seguida faz-se um enquadramento com a filosofia de produção Lean cujos princípios se mantiveram bastante presentes durante a realização do projeto.

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2.2. BALANCEAMENTO DE LINHAS DE MONTAGEM

Foram já levados a cabo estudos acerca do impacto da mass-customization nas linhas de montagem da industria automóvel, nas últimas duas décadas. Estes estudos demonstraram que o grau elevado de variabilidade (e incerteza relacionada) do mix de montagem e da grande quantidade de informação que deve ser processada durante o processo de montagem aumenta a complexidade do processo de produção (Zelter et al., 2016).

Uma linha de montagem consiste em postos (de trabalho) k=1, …, m, dispostos ao longo de um tapete transportador ou outro mecanismo semelhante de transporte. As peças são consecutivamente transportadas ao longo da linha e são movidas de posto em posto. Em cada posto, certas operações são repetitivamente realizadas tendo em conta o tempo de ciclo (Becker & Scholl, 2006).

De acordo com Becker & Scholl (2006) grande parte da pesquisa em balanceamento de linhas de montagem tem sido focada em modelar e resolver o “simple assembly line problem” (SALBP) que tem as seguintes características:

❖ Linha com tempo de ciclo fixo;

❖ Tempos de operações determinísticos (e integrais) 𝑡𝑗;

❖ Ausência de restrições de afetação de tarefas exceto as restrições de precedência; ❖ Layout de linha em série com m postos unilaterais;

❖ Todos os postos estão igualmente equipados no que diz respeito a máquinas e trabalhadores;

❖ Maximizar a eficiência da linha 𝐸 = 𝑡𝑠𝑜𝑚𝑎/(𝑚 ∙ 𝑐) com o tempo total de tarefas 𝑡_{𝑠𝑜𝑚𝑎}= ∑𝑛 𝑡_𝑗

𝑗=1 .

O tempo de ciclo de uma linha de produção é pré-determinado pela cadência de produção desejada, de forma a que, a quantidade desejada de produto final seja produzida dentro de um certo período de tempo (Grzechca, 2011).

O problema de decisão da distribuição ótima (balanceamento) do trabalho para todos os postos, tendo em conta um determinado objetivo, é conhecido como problema de balanceamento de linha de montagem (assembly line balancing problem – ALBP) (Becker & Scholl, 2006).

2.2.1. TIPOS DE LINHAS DE MONTAGEM

A mudança de produção em massa para produção personalizada em massa inevitavelmente implica um maior número de ferramentas, máquinas, peças, operações de montagem e processos nos postos de trabalho. Assim sendo, as linhas de modelo-misto, que são necessárias para produzir esta grande variedade de modelos diferentes, têm-se tornado extremamente complexas e exigentes para o operador (Zelter et al., 2016).

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Dependendo do tipo de mistura das unidades na linha surgem duas variantes: uma linha de modelo misto (ou mixed-model line) que produz as unidades de diferentes modelos numa sequência misturada arbitrariamente, ou uma linha de modelos múltiplos (ou multi-model line) que produz uma sequência de lotes (cada um contendo unidades de apenas um modelo ou de um grupo de modelos similares) com tempos de setup intermédios (Becker & Scholl, 2006).

Nas figuras 1 a 3 que se seguem, é possível observar como Becker & Scholl (2006) caracterizam diferentes tipos de linha de montagem.

Figura 1 - Linha de modelo único.

Figura 2 - Linha de modelos misto (mixed-model).

Figura 3 - Linha de modelo múltiplo (multi-model).

Segundo Apkinar et al. (2011) linhas de produção de modelo único, desenhadas para montar um único produto homogéneo, são os sistemas de produção mais apropriados para cenários de baixa variabilidade de procura. Mas, em algumas indústrias (por exemplo, indústria automóvel), a maior parte dos modelos têm um número de características diferentes e o consumidor pode escolher um modelo baseado nos seus desejos e capacidade financeira. Devido ao elevado custo em construir e manter uma linha de produção, os fabricantes produzem um modelo com diferentes características ou até vários modelos numa mesma linha de produção (linha de produção modelo misto).

Bartholdi (1993) apresenta as linhas de produção bilaterais, onde pares de postos de trabalho estão localizados à esquerda ou à direita da linha de produção. Cada par de postos trabalha no mesmo componente ao mesmo tempo. As tarefas são agrupadas pelo lado em que podem ser executadas e, assim, existem tarefas do lado direito, como por exemplo, montar roda direita, tarefas do lado esquerdo como, por exemplo, montar um rádio, assim como tarefas que podem ser executadas por ambos os postos simultaneamente (por exemplo, instalar o banco traseiro). Uma linha bilateral pode ter postos sem colaboradores e, nesse caso alguns postos não vão ter um par oposto. O autor defende que, para certos casos, dependendo das restrições de precedência, uma linha bilateral pode requerer menos postos do que uma linha unilateral tradicional, mas nunca mais postos.

Restrições relacionadas com o posicionamento induzem uma necessidade de postos de trabalho esquerdos e direitos, especialmente com produtos de grandes dimensões, como camiões

(30)

10

ou autocarros, que requerem postos que executam tarefas apenas em um dos seus lados, porque deslocar-se em volta da peça de trabalho custaria demasiado tempo. Isto leva a restrições relacionadas com as tarefas porque tarefas do lado esquerdo não podem ser combinadas com tarefas do lado direito. No geral tarefas que não podem ser afetadas ao mesmo posto são chamadas incompatíveis (Becker & Scholl, 2006).

Quanto maior for o potencial de incorrerem em custos ao deixar uma tarefa incompleta, mais tempo de folga terá de ser introduzido no posto, de forma a evitar a sua não realização total. Sendo assim, o tempo de folga deverá estar concentrado nas estações mais a jusante da linha, porque os custos de não realização de uma tarefa depende do número de tarefas sucessoras (Becker & Scholl, 2006).

2.2.2. RANKED POSITIONAL WEIGHT METHOD

Ghutukade

et al.

(2013) defendem que o Ranked Positional Weight Method representa uma solução mais eficiente de afetar os elementos de trabalho a um posto quando comparando com outros métodos como:

❖ Método de Moodie – Young; ❖ Heurística de Killbridge and Wester;

❖ Heurística de Hoffmans ou Matriz de precedências; ❖ Immediate Update First fit Method.

O mesmo autor refere que no método RPW é possível definir primeiramente um tempo de ciclo e, de seguida, calcular o número de postos de trabalho necessário para a linha de montagem ou então calcular o tempo de ciclo necessário, dado um número fixo de postos de trabalho. Esta é uma característica que não é partilhada com nenhum dos outros métodos de balanceamento de linha mencionados. Os passos do método RPW são:

❖ Passo 1: desenhar o diagrama de precedências

❖ Passo 2: determinar o positional weight para cada tarefa. É o tempo total do caminho mais longo a percorrer desde o início da tarefa até à última tarefa no diagrama de precedências;

❖ Passo 3: organizar as tarefas por ordem descendente do seu ranked positional weight

– RPW;

❖ Passo 4: afetar tarefas aos postos, começando pela tarefa de mais alto RPW e continuando até exceder o tempo de ciclo para o posto, garantindo ainda as condições de precedência de operações.

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11 2.2.3. VANTAGENS

Encerrando o ponto referente a linhas de montagem pretende-se enunciar algumas das vantagens do balanceamento de linhas de montagem.

Becker & Scholl (2006) defendem que entre os vários problemas que surgem na gestão de sistemas de produção industrial com grande quantidade de componentes estandardizadas, os problemas de balanceamento de linha de montagem são tarefas importantes no planeamento da produção a médio-prazo.

Um balanceamento de linha Lean pode suportar o fluxo suave do WIP (work-in-progress) ao longo da Linha com buffers mínimos ou inexistentes entre passos do processo de montagem (Nguyen et al., 2016).

O balanceamento de linhas de produção (por exemplo, distribuir a carga de trabalho uniformemente ao longo dos vários postos) ajuda a alcançar um fluxo rápido ao longo do sistema (Stevenson, 2011).

Zupan et al. (2015) refere que uma técnica eficaz do Toyota Production System para reduzir desperdício e para aumentar a eficiência da produção é o nivelamento da produção ou “smoothing”. O mesmo autor defende ainda que um dos problemas principais é a definição de como se devem arranjar as tarefas na linha de produção para serem efetuadas nos postos de trabalho. Uma maneira eficaz para alcançar este objetivo é balancear as linhas de montagem, assim como, as células de trabalho. Esta ferramenta eficaz permite ajudar a melhorar a capacidade de produção das linhas de montagem e células de trabalho, e, ao mesmo tempo, reduzir custos e requisitos de mão-de-obra.

2.3. FILOSOFIA LEAN

De acordo com o Lean Manufacturing qualquer utilização de recursos que não acrescenta valor para o cliente deve ser mudada ou eliminada. Na sua essência os objetivos por detrás do sistema de lean manufacturing, que têm sido praticados há muito tempo no Japão, são a eliminação dos desperdícios, a redução de custos e o empowerment dos operadores. Quanto mais qualidade for incorporada no produto e quanto mais serviço a empresa prestar, mais disposto fica o cliente em pagar por um produto ou serviço. O contraste entre o custo do produto e o seu preço é o que determina o lucro (Arfman et al., 2014).

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12

Stevenson (2012) refere que muitos dos métodos que são comuns em operações Lean foram desenvolvidos pelo fabricante de automóveis Toyota. É possível compreender esta influência através dos vários termos habitualmente associados as operações Lean:

❖ Muda – desperdício e ineficiência;

❖ Pull System – substituição de materiais ou peças baseando-se na procura, produzir apenas o necessário;

❖ Kanban – Sistema manual de que sinaliza necessidade de peças ou materiais; ❖ Heijunka – Nivelamento da carga de trabalho;

❖ Kaizen – Melhoria contínua do sistema;

❖ Jidoka – Qualidade garantida na fonte. Uma máquina para automaticamente quando deteta uma peça defeituosa e o trabalhador tem autoridade para parar a linha.

2.3.1. PRINCÍPIOS DA FILOSOFIA LEAN

Womack e Jones (2003) indicam no seu livro “Lean Thinking: Banish waste and create

wealth in your corporation” que o primeiro passo para fazer o valor fluir é definir e identificar o

valor juntamento com a cadeia de valor. A análise deverá ser focada num objeto – o design específico, a ordem específica e o próprio produto (uma “cura”, uma viagem, uma casa, uma bicicleta) – sem nunca o perder de vista desde o início até ao fim do seu processamento. O segundo

passo, que torna o primeiro passo possível é ignorar as barreiras tradicionais de empregos,

carreiras, funções (frequentemente organizadas em departamentos), e empresas para formar uma empresa Lean removendo todos os impedimentos ao fluxo contínuo de um produto ou família de produtos específico. O terceiro passo é repensar práticas de trabalho específicas e recorrer a ferramentas para eliminar retrocessos, lixo e paragens de todos os tipos para que o desenho, ordem e produção de um produto específico consiga proceder continuamente.

Womack e Jones (2003) fazem referência a 5 princípios-chave que as organizações Lean necessitam seguir:

❖ Identificar valor, implica que os stakeholders definem o valor num sistema de pensamento lean. Os objetivos do design do produto são identificados através da definição do valor. Valor poderá incluir fiabilidade, sustentabilidade, disponibilidade, multiplicidade de funções e estética atrativa para um produto ou serviço. “O valor é expresso em termos de como um produto especifico satisfaz as necessidades do cliente, a um preço específico, num tempo específico”.

❖ Mapear a cadeia de valor, que consiste no conjunto de atividades que garantem a satisfação do valor. A sequência destas atividades é conhecida como a cadeia de valor. Neste processo, o produto deverá passar por três tarefas críticas de gestão: - resolução de problemas, gestão de informação e informação física.

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13

❖ Criar fluxo, clarifica que o fluxo é o movimento contínuo de um produto ou serviço por todo o sistema de produção até ao cliente.

❖ Estabelecer sistema puxado que tem sido caracterizado por Womack e Jones (2003) como uma filosofia de produção que deve fornecer o produto ou serviço apenas quando o consumidor precisa deste – não antes nem depois.

❖ Procurar a perfeição, é um esforço constante para: ❖ Eliminar atividades que não acrescentam valor; ❖ Melhorar o fluxo;

❖ Satisfazer as necessidades de entrega ao cliente.

2.3.2. TIPOS DE DESPERDÍCIOS

A disciplina do Lean Manufacturing é eliminar o desperdício, obter capital, ganhar mais vendas e manter-se competitivo num mercado global em expansão (Spear et al., 1999).

Melton (2005) faz referência, aos 7 tipos de desperdícios considerados pela filosofia Lean: ❖ Sobreprodução – produção sem cliente específico ou produção sem valor adicional; ❖ Espera – pessoas e equipamentos podem ter que esperar que o produto seja

processado e, durante esse tempo, não estão a adicionar valor para o cliente;

❖ Transporte – mover o produto para vários locais; enquanto o produto estiver em transporte não está a ser processado, logo não adiciona valor ao cliente;

❖ Inventário – armazenamento de produtos, matérias-primas e outros, e que custam dinheiro;

❖ Processamento excessivo – quanto um processo particular não acrescenta valor ao produto;

❖ Movimentação – movimento excessivo por parte dos operadores na produção; ❖ Defeitos – erros durante o processo que requerem custos de retoque ou trabalho

adicional.

O pensamento Lean não tem limites no seu processo de redução de esforço, tempo, espaço, custo e erros, ao mesmo tempo, oferecendo produtos que persistentemente aproximam-se do que o cliente necessita (Mourtzsis et al., 2016).

(34)

14 2.3.3. TAKT-TIME

Stevenson (2012) refere que um conceito importante da filosofia Lean, e que é considerado, por vezes, como o bater do coração de um sistema Lean é o Takt Time - o tempo de ciclo necessário num sistema de produção para igualar o passo da produção ao da procura. O takt time é muitas vezes definido para um turno de trabalho. O procedimento para obter o takt time é:

❖ 1. Determinar o tempo disponível por turno subtraindo ao tempo total de turno todos os tempos não produtivos;

❖ 2. Se existir mais do que um turno por dia, multiplica-se o tempo por turno pelo número de turnos para obter o tempo total disponível por dia;

❖ 3. Computar o takt time dividindo o tempo disponível pela procura.

Stevenson (2012) refere que assim que o Takt Time para o sistema for determinado, este pode ser utilizado para determinar o tempo que deve ser alocado para cada posto nos processos de produção. Utilizar o Takt Time resulta na redução do inventário de work-in-progress (WIP) em momentos em que a procura é estável e a capacidade de produção do sistema iguala a procura. Assim, para procuras instáveis, deve ser adicionado inventário adicional para se ajustar à variabilidade da procura. O tempo necessário para trabalho afeto a cada posto deve ser menor ou igual ao tempo de ciclo e o tempo de ciclo é definido como sendo igual ao Takt Time.

Encerrando o capítulo de enquadramento teórico com os problemas abordados pelo projeto, é apresentada no capítulo terceiro a metodologia seguida para resolução destes.

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15

CAPÍTULO III – METODOLOGIA

Tendo em consideração os objetivos e metas estabelecidos para o projeto delineou-se o rumo que iria ser seguido para a sua concretização e sucesso, que seria conseguido através do cumprimento dos objetivos propostos. O projeto está então dividido em várias fases que têm relações diretas de precedência entre elas, ou seja, não é possível avançar para a fase seguinte sem que a fase atual esteja ultrapassada. Na Figura 4 podemos observar uma esquematização das fases do projeto para resolução do primeiro tema/problema e na Figura 5 para o segundo.

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Figura 5 - Metodologia problema 2: Balanceamento da linha de preparação de motores.

Problema 1 – Aumento do Rendimento Operacional da linha de mecânica: foi necessário realizar

um estudo aprofundado do funcionamento da linha, analisando todos os problemas que ocorrem nesta e que prejudicam a produtividade. Exigiu ainda a observação e análise, mais em concreto, do funcionamento do meio de transporte da linha, o “Circuito de Aranhas" compreendendo os valores da sua parametrização e comparando-os com o seu comportamento real no terreno.

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17

❖ Parametrização da linha de aranhas – Após um estudo inicial verificou-se que houve necessidade de ajustar o tempo de ciclo de linha indicado no “Panel View” com o objetivo de estabilizar a linha que, inicialmente, se encontrava instável devido à variabilidade da sua velocidade (muitas alterações do tempo de ciclo da linha) e de forma a evitar mudanças do tempo de ciclo e dos parâmetros individuais dos postos;

❖ Melhorar meios de medição de paragens na linha – A utilização dos meios de medição e exploração de paragens de linha causadas por meios de trabalho ou por meios de transporte não era possível pois estes apresentavam valores que não correspondiam à situação real no terreno. Para possibilitar a medição e exploração correta dos dados, foi então necessário identificar qual a informação errada ou em falta de forma a que se tornasse possível iniciar o respetivo tratamento;

❖ Proposta de novo meio de exploração de dados “Supervisor de aranhas” – Ao longo do estudo da linha de aranhas, verificou-se uma falta de comunicação com a linha de aranhas pois os dados que existiam relativos a estas eram muito escassos e, em certos casos, não eram medidos de forma fiável. Como proposta de melhoria do sistema concebeu-se um sistema que seria capaz de fornecer mais informação acerca das aranhas, nomeadamente para obter informação acerca da disponibilidade ou indisponibilidade nos postos.

❖ Estabilização do aumento do Rendimento Operacional – foi feito um seguimento do indicador para garantir que a melhoria foi, efetivamente, conseguida com sucesso e de uma forma estável.

Problema 2: Balanceamento da linha de preparação de motores – Nesta fase foi necessário

realizar um estudo inicial da linha de preparação de motores, de forma a compreender o processo produtivo e fazer um levantamento das operações. A resolução deste problema envolveu as seguintes fases:

❖ Standard Work – metodologia utilizada na PSA Citroen para identificação de boas práticas operacionais e formação de novos standards de produção. Envolve os seguintes aspetos:

o Medição de tempos das operações dos operadores de cada turno; o Observação de boas práticas dos operadores;

o Respeito pelas normas de segurança;

o Qualidade e ergonomia com que é realizado o trabalho;

❖ Escolha do melhor operador – Matriz de Decisão – através da utilização de uma matriz de decisão com os itens explorados, na fase de Standard Work referida anteriormente, foi escolhido o operador exemplar que os satisfaz da melhor forma. Foram ainda obtidos os tempos standard que foram tomados em conta para o balanceamento da linha;

❖ Resolver o problema de balanceamento de postos – Obter uma solução, ou conjunto de soluções, para o balanceamento da linha de preparação de motores respeitando todo o tipo de critérios e restrições presentes na linha, como precedências ou restrições de espaço e tempo de ciclo máximo, utilizando como suporte toda a informação previamente extraída na fase de estandardização dos postos;

❖ Apresentação da solução e escolha – por fim foi apresentada aos responsáveis da produção a proposta de solução para o balanceamento de linha. De seguida foi escolhida a solução que, de melhor forma, satisfez as restrições definidas.

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18

No capítulo quarto foi feita uma breve introdução da empresa acolhedora do projeto desenvolvido. Apresentando primeiramente alguns dados gerais da empresa e o grupo em que se insere, passando, de seguida, para a descrição mais em detalhe da fábrica.

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19

CAPÍTULO IV– APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

O projeto descrito neste relatório foi acolhido pela organização pertencente ao Groupe PSA, a PSA Peugeot Citroen – Centro de Produção de Mangualde (CPMG). Este centro de produção é um dos membros integrantes da estrutura ibérica do Groupe PSA que tem como outros membros constituintes o Centro de Produção de Vigo e o Centro de Produção de Madrid. Em 2016, o Groupe

PSA foi o 2º maior construtor automóvel europeu, com receitas de cerca de 54 biliões de euros e

mais de 170 milhares de colaboradores em todo o mundo, sendo o maior mercado do grupo a China.

O CPMG (Figura 7) é o centro produtivo de menor dimensão do polo industrial ibérico do grupo o que é evidenciado pelo baixo volume de produção, quando comparado com os centros de Vigo e de Madrid. Porém, apesar do baixo volume de produção o CPMG é distinguido como a fábrica com melhor desempenho de todo o grupo PSA. O CPMG é um centro de produção benchmark para o grupo.

Figura 6 - Groupe PSA - Polo Industrial Ibérico.

Como é possível observar na Figura 6 o CPMG é responsável por uma parte da produção dos veículos Peugeot Partner e Citroen Berlingo, sendo que a produção se encontra distribuída igualmente entre os dois modelos. Na Tabela 2 são apresentados alguns números-chave relativos ao ano de 2016:

Tabela 2 - CPMG - Números-Chave 2016.

Produção Diária 220 veículos

Colaboradores 725

Investimentos 3,7 milhões de euros

Horas de Formação 30.000 horas

Produção Exportada 88%

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Figura 7 - Fotografia aérea do CPMG.

O CPMG é atualmente a maior empresa do distrito de Viseu e uma das maiores empresas a laborar em Portugal. O Centro labora, de momento, a 2 turnos: Manhã – 07:00 – 15:00 e Tarde – 15:00 – 23:00. A fabricação do carro consiste na construção do chassis (ferragem), pintura e montagem de peças, com o apoio da qualidade e da logística.

Atualmente o CPMG está a preparar-se para o acolher o novo modelo cuja produção deverá ser iniciada no ano de 2018, produção esta que será partilhada (como o é atualmente) com o Centro de Produção de Vigo - CPVG, em Espanha.

O processo produtivo dos veículos trabalhados no CPMG engloba 5 grandes departamentos industriais, sendo eles:

❖ Ferragem ❖ Pintura ❖ Montagem ❖ Qualidade ❖ Logística

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21

Figura 8 - Esquema do processo produtivo do CPMG.

Na Figura 8 é possível observar o processo produtivo da empresa que tem início na secção de Ferragem, onde é realizada a construção da carroçaria através da união de peças por processos de soldadura. A carroçaria é, então transportada para a secção de Pintura para ser pintada, através de vários banhos e tratamentos químicos.

Após a pintura da carroçaria o carro passa para secção de Montagem, onde é feita a montagem de todos os componentes desde o motor, a transmissão, as rodas e os bancos, os vidros e outras peças de acabamento. Na secção de controlo de qualidade é feita, após a montagem de todos os componentes do carro, uma verificação de conformidade com todos os parâmetros de qualidade estabelecidos e são feitos testes em pista de obstáculos para certificar que tudo está em conformidade. Caso os resultados dos testes de qualidade sejam positivos o carro é então expedido e vendido ao cliente.

Todo o processo produtivo da empresa tem presente operações realizadas pela secção de logística que trata do aprovisionamento das linhas de produção.

Nos pontos que se seguem é explicado com um pouco mais de detalhe as várias secções da empresa.

4.1. FERRAGEM

O processo de fabrico de um automóvel inicia-se na linha de Ferragem, onde é feita a união das diferentes peças através da soldadura por resistência. Estas peças são unidas através de calibres pneumáticos com diferentes tamanhos e complexidades, distribuídos por diferentes linhas de produção. Estes grandes conjuntos acabam depois por se unir numa linha de produção principal, onde a carroçaria começa a ganhar forma.

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22

Nas linhas de soldadura, as peças depois de fixas através de elementos mecânicos de acionamento elétrico e pneumático, são soldadas através de grandes pinças electropneumáticas, que, ao fazerem passar uma corrente elétrica através das chapas (entre 10.000 e 20.000 Amperes), fundem estas através do efeito de joule criando assim a ligação soldada, o chamado ponto de soldadura.

4.2. PINTURA

A Pintura define-se como sendo uma sucessão de operações que vão conferir ao veículo capacidade de responder às exigências de resistência às agressões do meio exterior (mecânicas, químicas, etc.), de estanquicidade e estética.

TTS (Túnel de tratamento de superfície): Limpeza, desengorduramento, por forma a

conferir capacidade anti corrosão à chapa. Confere também a capacidade de aderência da tinta à chapa.

CATAFORESE: 1ª camada de tinta aplicada através de eletrodeposição. Tem como principal

objetivo a anti corrosão da chapa.

ESTANQUECIDADE: Aplicação de mástique que impermeabiliza o veículo à água, ao ruído,

e ao ar.

BASE COAT 0: 2ª camada de tinta que, para além de conferir resistência anti gravilha e aos

raios UV à chapa, serve de base para aplicação das lacas promovendo o aumento da capacidade de aderência.

BASE COAT 1/2: tem como principal função dar cor ao veículo. Pode ser opaca (com ou sem

verniz = Laca) ou pode ter efeitos metálicos ou nacarados sendo que neste caso o acabamento é feito com verniz.

VERNIZ: última aplicação que confere brilho à carroçaria e também resistência química e

mecânica à chapa a protegendo de riscos. 4.3. MONTAGEM

Na Montagem, após a pintura do chassis na Pintura, são montadas cerca de 2050 peças, e apertados cerca de 600 parafusos e porcas, por cada carro. Dividido em várias etapas, neste sector são montados todos os componentes, desde as peças iniciais como as cablagens e tabliers, posteriormente os órgãos mecânicos como motor, transmissão, rodas, e outros, terminando com a montagem de bancos e revestimentos interiores.

O sector é composto por uma linha principal de montagem, e várias linhas de subconjuntos, que funcionam em sintonia e alimentam a linha principal. No final, o veículo está pronto e é entregue ao departamento de qualidade que verifica a conformidade com todos os referenciais de qualidade. Esta é a unidade onde se enquadra o presente projeto, e consiste numa linha em U, com 3 UEP’s (UEP - Unidade Elementar de Produção), M1 – Primeiro Acabamento, M2 – Mecânica e M3 – Segundo Acabamento. Na Figura 9 (Anexo 1) podemos observar a implantação atual da Montagem com as UEP, módulos e pessoal de linha afeto a estes.

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Figura 9 - Sinóptico do departamento de Montagem.

Representado a amarelo encontra-se a UEP M1 que é chefiada pelo RU – Responsable

d’Usine do M1 e é constituída por 4 módulos. Para transporte dos carros que estão a ser fabricados

é utilizado um transportador industrial que garante um fluxo contínuo ao longo da linha. A próxima UEP está representada a azul e é a UEP M2, chefiada pelo RU M2, que se encontra dividida em 3 linhas: a linha principal (módulos 1 e 2), a linha de preparação de órgãos mecânicos (módulo 3) e a linha de preparação de motores (módulo 4). Por fim, a UEP M3, representada a laranja, é constituída por 3 módulos e pelo RU do M3. Nos módulos 1 e 2 da UEP M2 o transporte do carro é realizado através de um sistema que permite a elevação do carro de forma a permitir maior facilidade na montagem dos componentes. Este sistema é denominado de “linha de aranhas” e abrange os módulos 1 e 2 da UEP M2, assim como o módulo 1 da UEP M3.

Como podemos verificar pela Figura 9 , cada UEP tem um RU e cada módulo tem um monitor de linha associado, porém para maior compreensão da hierarquia do departamento de montagem é ilustrada na Figura 10 o segmento relevante ao desenvolvimento do projeto.

Figura 10 - Segmento da hierarquia do departamento de Montagem. Chefe do departamento de Montagem RG Qualidade RG Logística RG Manutenção RG Produção Responsável de UEP M1 - RU Monitores de linha M1 Operadores M1 Responsável de UEP M2 - RU Monitores de linha M2 Operadores M2 Responsável de UEP M3- RU Monitores de linha M3 Operadores M3

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24 4.3.1. LINHA DE ARANHAS

A “aranha” (Figura 11) consiste num mecanismo com 4 “braços” que levanta a caixa para serem realizadas operações na parte inferior do automóvel. As “aranhas” circulam pela linha num circuito fechado e todas operam a velocidades iguais exceto nos postos em que é possível realizar operações em andamento sendo que, nestes casos, a aranha tem uma programação diferente e opera a uma velocidade mais lenta para possibilitar a realização das operações em andamento dentro do tempo estabelecido e em segurança.

Para salvaguardar situações de colisão causadas pela diferença de velocidade das aranhas nos postos com operações em deslocamento estas têm sensores de colisão que, quando acionados, procedem à redução da velocidade de deslocação de forma a evitar a colisão podendo, em último caso, parar.

Figura 11 - Fotografia de uma "Aranha" a realizar o transporte de um carro.

Existem meios nos postos que suspendem o transporte para o posto seguinte de forma a assegurar que as operações a efetuar em cada posto são todas concretizadas, ou seja, pode ser ultrapassado o tempo de ciclo parametrizado se estes meios se encontrarem ativos. Por uma questão de nomenclatura, estes meios são denominados “meios de encravamento de linha”. É possível também parar a aranha carregando num botão de emergência que está instalado em todas as aranhas. O Circuito de Aranhas é controlado por um quadro presente na linha que é denominado de “Panel View”.

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Figura 12 - Fotografia do "Panel View".

Neste quadro (Figura 12) é possível configurar e parametrizar o funcionamento do circuito de aranhas, ou seja, é possível controlar o tempo de ciclo da linha e o tempo paragem em cada posto, em particular. Ao ajustar o parâmetro “Tempo de Ciclo Linha” para o tempo de ciclo desejado, é afeto diretamente aos postos o tempo de paragem das aranhas em cada um deles. Na Figura 12 pode-se observar uma fotografia do estado inicial da parametrização da linha. Os postos a cinzento são postos que estão bloqueados ao utilizador.

A correta parametrização deste painel de configurações foi um dos focos deste projeto e encontra-se descrito no capítulo da parametrização de linha de aranhas.

4.3.2. LINHA DE PREPARAÇÃO DE MOTORES

Como se pode verificar anteriormente pelo sinóptico do departamento de Montagem (Figura 9) existe uma linha principal de montagem, assim como 2 linhas secundárias de preparação de órgãos mecânicos e GAV’s (Groupe Avant) e uma linha preparação de motores.

O motor não é construído integralmente no CPMG, sendo apenas realizada nas instalações a preparação do motor com a adição de componentes ao motor como, a caixa de velocidades, alternador de corrente, correia de distribuição, entre outros. Ou seja, o motor é construído por um fornecedor externo do grupo e transportado até ao CPMG.

A linha de preparação de motores (Figura 13) é composta por um sistema de transporte que contém ganchos separados por uma distância igual previamente ponderada. Uma propriedade que caracteriza este sistema é que toda a linha se movimenta ao mesmo tempo, ou seja, todos os postos andam à mesma velocidade.

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Figura 13 - Sinóptico da linha de preparação de Motores.

A linha está programada para um tempo de ciclo fixo e é regulada em centímetros/minuto. Esta propriedade do sistema de transporte possibilita aos operadores a realização de operações em deslocamento, desta forma conseguindo um fluxo contínuo de produção.

A linha é composta por 5 postos com 5 operadores existindo operações que precedem outras, ou seja, operações que apenas podem ser realizadas quando outras estão finalizadas, como, por exemplo: o aperto do compressor depende da montagem do compressor, a montagem da sonda de óleo do motor depende da remoção do obturador do buraco da sonda de óleo, entre vários outros.

Atualmente na linha a variedade de motores trabalhados é reduzida, sendo apenas preparados motores em que as variantes são: caixa manual, caixa manual com funcionalidade

Start-Stop (também referido como motor STT) e motor com caixa automática. Posteriormente existem

possibilidades de o motor ser equipado com extras como ar condicionado e ecrãs acústicos para isolamento sonoro.

4.4. QUALIDADE – BOUT DE ÚSINE

A etapa final da produção de um veículo dá-se no Bout d'Usine – Secção de Controlo de Qualidade, onde 100% dos veículos são controlados a nível de aspeto, conformidade, esforço e ruído. Aquando da saída do veículo da linha de Montagem, este passa pelo banco de paralelismo onde são regulados os faróis e alinhada a direção.

De seguida, o veículo entra no banco polivalente onde são controlados a potência do veículo e o sistema de travagem e controlo funcional. Passando primeiro por uma pequena pista onde é controlada a ausência de ruídos e verificada a suspensão, o veículo é enviado a um banho onde é submetido a um controlo de estanquicidade. Por fim, e antes do veículo estar pronto para ser entregue ao cliente, o aspeto e conformidade do veículo é controlado e avaliado, assim como a componente eletrónica.

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27 4.5. LOGÍSTICA

A missão da Logística é entregar as peças aos diferentes setores (Ferragem, Pintura, Montagem e Bout d'Usine) no momento em que elas são necessárias, com qualidade e ao menor custo. Estas peças, transportadas em camiões, são descarregadas, conferidas e armazenadas por tipo de embalagem (contentor ou caixa) em zonas de stock distintas.

Na Logística existem 2 grandes armazéns, um na Montagem e outro na Ferragem, divididos nas seguintes zonas: "supermercado" de pequenas caixas, zonas de stock de contentores grandes e área de abastecimento de bases rolantes e ainda zonas de preparação de carrinhos ou caixas para serem entregues às linhas de montagem.

A entrega na linha é feita de 3 formas distintas: caixa-a-caixa em comboios de distribuição horários, em contentores transportados por uma base rolante ou então peças preparadas e sequenciadas unitariamente em carrinhos sincronizados com o fluxo de veículos na linha. Em todo este processo são usados meios de transporte 100% “verdes”, já que a única fonte de energia utilizada é a elétrica.

O capítulo quinto inicia a fase prática do projeto que, inicialmente, se centrou na linha de mecânica, mais propriamente na linha de aranhas onde se explica neste capítulo, todo o trabalho levado a cabo para o alcance dos objetivos propostos e resolução do problema. Foi feita inicialmente uma pequena introdução a alguns conceitos utilizados na empresa, de forma a clarificar o procedimento e posteriormente detalhado todo o processo.

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CAPÍTULO V – LINHA DE ARANHAS

A linha de mecânica-M2 é a linha de produção da secção da montagem com Rendimento Operacional mais baixo, rondando os 67%, sendo que o rendimento operacional medido no ponto de saída da montagem é de aproximadamente 98,5% e que as linhas adjacentes têm um modo de funcionamento e transporte muito eficientes, torna-se evidente que a linha M2 – Mecânica é um ponto da instalação que se torna importante estudar para que a Montagem possa elevar ainda mais o seu desempenho global.

Para atingir o objetivo proposto de aumento do RO de 10%, foi, necessário efetuar uma primeira observação do funcionamento da linha de produção de mecânica – M2. Nesta linha, verificou-se que existe um número significativo de erros e avarias que a própria natureza do processo origina pois existem erros e anomalias que afetam o funcionamento da linha diariamente, como, por exemplo:

• Número elevado de erros de apertos (devido também ao facto de existirem mais de 600 apertos por carro, ao longo do processo de montagem);

• Avarias/anomalias nos meios de transporte da linha (avarias de aranhas).

Foi realizada uma análise inicial da linha e foi possível conhecer os meios estruturantes da mesma, os meios de gestão e controlo da linha, os meios de medição de paragens na linha, as condições de paragem nos postos, as avarias e os problemas frequentes. Foi então elaborada uma pequena tabela-síntese dos problemas mais frequentes (Tabela 3).

Para controlo dos problemas presentes na linha existem ferramentas que apoiam o seguimento de anomalias na instalação. Uma das várias ferramentas de gestão e controlo da linha e da produção é um software interno que possibilita a extração de dados de paragem dos meios de encravamento de linha presentes nos postos chamado “AndonEXP”. Esta aplicação foi encontrada num estado não fiável, pois havia muitos erros na forma como estavam a ser contabilizadas paragens e acionamento de meios e havia ainda dados em falta.

Verificou-se desde cedo que esta ferramenta necessitaria de bastantes melhorias e correções devido ao facto de se tratar de uma ferramenta com elevado potencial para apoiar a deteção de problemas na linha.